DE2602158B2

DE2602158B2 -

Info

Publication number: DE2602158B2
Application number: DE2602158A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Inagi Ito; Yoshiaki Hachioji Kimura
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1975-01-21
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS5184267A; DE2602158A1; US4072423A; DE2602158C3; CH600303A5; JPS604401B2; FR2298784A1; GB1546881A

Description

2/i₀ cos ft 2 / i ₀ cos ft

Die Erfindung betrifft ein Lichtinterferenzgerät zur Bestimmung der Ebenheit der Oberfläche eines dünnen, transparenten Materials gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a light interference device for determining the flatness of the surface of a thin, transparent material according to the preamble of claim 1.

Für die Bestimmung der Ebenheit eines Materials wird seit langem ein Verfahren angewandt, welches die Lichtinterferenzerscheinung ausnutzt. Dieses Verfahren bietet die folgenden Vorteile:A method has long been used to determine the flatness of a material, which is the Exploits light interference phenomenon. This procedure has the following advantages:

a) Es kann eine Messung bzw. Bestimmung mit hoher Genauigkeit erzielt werden.a) A measurement or determination with high accuracy can be achieved.

b) Die Meßgenauigkeit wird kaum durch atmosphärische Faktoren, wie Temperatur und Luftfeuchtig- y, keit, beeinflußt.b) The measurement accuracy is hardly y by atmospheric factors such as temperature and air humidity, ness, influenced.

c) Die Messung des Materials kann berührungsfrei durchgeführt werden.c) The measurement of the material can be carried out without contact.

d) Da die Messung in zwei Dimensionen durchgeführt wird, ist die für die Messung benötigte Zeit kurzer ho als bei anderen Meßverfahren.d) Since the measurement is carried out in two dimensions, the time required for the measurement is short than with other measuring methods.

Die von einem Lichtinterferenzgerät dieser Art erreichte Meßempfindlichkeit <x kann als Funktion eines Winkels θ ausgedrückt werden, unter welchem ein Lichtstrahlenbündel aus der Interferenzbezugsfläche <,·-, austritt, und sie läßt sich allgemein nach folgender Gleichung (1) ausdrücken (vgl. Fig. 1, in welcher a die Interferenzbezugsfläche, b eine Oberfläche des Mate-Darin bedeuten das Symbol ί die Wellenlänge des verwendeten Lichtstrahls und na den Brechungsindex eines zwischen der Interferenzbezugsfläche und der Materialoberfläche befindlichen Mediums; dieses Medium ist im allgemeinen Luft, so daß m gleich 1 istThe measurement sensitivity <x achieved by a light interference device of this type can be expressed as a function of an angle θ at which a light beam emerges from the interference reference surface <, -, and it can be expressed in general according to the following equation (1) (see Fig. 1, in which a is the interference reference surface, b is a surface of the mate-Therein the symbol ί denotes the wavelength of the light beam used and na the refractive index of a medium located between the interference reference surface and the material surface; this medium is generally air, so that m equals 1 is

Bei den üblichen Lichtinterferenzgeräten handelt es sich um Geräte vom Fizeau-Zyp od. dgl, bei denen gilt θ = 0 und πο=1; diesen Geräten kann die höchste Meßempfindlichkeit zugesprochen werden. Wenn jedoch versucht wird, die Ebenheit eines durchsichtigen Materials, das vergleichsweise dünn ist und praktisch parallele Flächen aufweist, z. B. einer Glasscheibe oder -platte, mit Hilfe eines der üblichen Geräte, beispielsweise eines solchen vom Fizeau-Typ, zu messen, werden zwischen den beiden Seiten des durchsichtigen Materials ebenso Interferenzstreifen gebildet wie zwischen der Interferenzbezugsfläche und der Materialoberfläche. Die erstgenannten Interferenzstreifen stellen Rausch- oder Störsignale dar, weiche die Messung erheblich erschweren.The usual light interference devices are devices of the Fizeau type or the like, in which the following applies θ = 0 and πο = 1; these devices can be the highest Measurement sensitivity are awarded. However, when attempting the evenness of a see-through Material that is comparatively thin and has practically parallel surfaces, e.g. B. a pane of glass or plate, to be measured with the aid of one of the usual devices, for example one of the Fizeau type interference fringes are formed between the two sides of the transparent material as well as between the interference reference surface and the material surface. Place the first-mentioned interference fringes Noise or interfering signals, which make the measurement considerably more difficult.

Aus der DE-OS 24 06 184 ist ein solches Lichtinterferenzgerät zur Ptf/ung der Ebenheit eines Gegenstandes bekannt, das eine Lichtquelle mit einem geringen räumlichen Kohärenzgrad und ein optisches Element mit einer Bezugsfläche, die parallel zu der zu untersuchenden Oberfläche ausgerichtet ist und dieser gegenüberliegt, aufweist. Außerdem weist das Gerät eine gegen die Bezugsfläche geneigte und vom koilimierten Licht der Lichtquelle beaufschlagte ebene Schrägfläche auf. Es ist ferner ein Schirm zum Sichtbarmachen der Interferenzen zwischen den an der Oberfläche des Materials und der Bezugsfläche reflektierten Meßlichtstrahlen vorgesehen.From DE-OS 24 06 184 such a light interference device for Ptf / ung the flatness of an object known that a light source with a low degree of spatial coherence and an optical element with a reference surface that is aligned parallel to the surface to be examined and this opposite, has. In addition, the device has an inclined to the reference surface and from Coilimized light from the light source impinged on a flat inclined surface. It is also an umbrella for Visualize the interference between the surface of the material and the reference surface reflected measuring light beams provided.

In der DE-OS 19 20 928 is» ebenfalls eine solche Vorrichtung zur Oberflächenprüi'ung durch Interferenzmessung beschrieben, die eine Lichtquelle und ein optisches Element mit einer Interferenz-Bezugsfläche enthält. Die nahe der Interferenzfläche lokalisierten Interferenzstreifen werden mittels eines Projektionssystems auf eine Fläche projiziert. Dabei stellt die Netzhaut des Auges des Beobachters diese Fläche dar.DE-OS 19 20 928 also describes such a device for surface testing by interference measurement described having a light source and an optical element with an interference reference surface contains. The interference fringes located near the interference surface are displayed by means of a projection system projected onto a surface. The retina of the observer's eye represents this area.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Lichtinterferenzgerät zu schaffen, mit dem Messur.-gen mit hoher Meßempfindlichkeit und geringen Störsignalen auch bei der Bestimmung der Ebenheit eines vergleichsweise dünnen, durchsichtigen Materials mit praktisch parallelen Flächen durchgeführt werden können.In contrast, the object of the present invention is to provide a light interference device, with the measuring device with high measuring sensitivity and low noise even when determining the flatness of a comparatively thin, transparent Material with practically parallel surfaces can be carried out.

Diese Aufgabe wird bei einem Lichtinterferenzgerät der genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.In a light interference device of the type mentioned, this object is achieved according to the invention by the im Characteristics of claim 1 mentioned features solved.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following, preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. I eine bereits erläuterte schematische Darstellung der bisher angewandten Lichtinterferenztechnik,1 shows a schematic illustration which has already been explained the previously used light interference technology,

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung,F i g. 2 shows a schematic illustration to explain the basic principle of the invention,

Fig.3 eine schematische Darstellung des Strahlengangs bei einer Ausführungsform des Lichtinterferenzgeräts und3 shows a schematic representation of the beam path in one embodiment of the light interference device and

Fig,4 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs bei einer abgewandelten Ausführungsform des Lichtinterferenzgeräts.4 shows a schematic representation of a beam path in a modified embodiment of the light interference device.

Gemäß Fig.2 ist ein vergleichsweise dünnes durchsichtiges Material e mit der Dicke ch in einem Abstand «ή von einer Interferenzbezugsfläche / angeordnet, und ein Lichtstrahlenbündel mit einer Wellenlänge λ triit unter einem Winkel θ aus der Bezugsfläche / aus. Die Bestimmung der Ebenheit erfolgt unter Ausnutzung der Lichtinterferenz zwischen der Fläche g des Materials, deren Ebenheit bestimmt werden soll, und der Bezugsfläche /· diese Erscheinung IaQt sich als der Zustand bezeichnen, in welchem ein Lichtstrahlenbändel A ein anderes Bündel B an einem Punkt fin F i g. 2 überlagert.According to FIG. 2, a comparatively thin transparent material e with the thickness ch is arranged at a distance «ή from an interference reference surface /, and a light beam with a wavelength λ emerges from the reference surface / at an angle θ. The flatness is determined using the light interference between the surface g of the material, the flatness of which is to be determined, and the reference surface / This phenomenon can be described as the state in which a bundle of light rays A finishes another bundle B at a point F. i g. 2 superimposed.

Der Abstand 6ab zwischen den Lichtstrahlenbündeln A und B läßt sich in diesem Fall durch Gleichung (II) ausdrücken:The distance 6ab between the light beams A and B can be expressed in this case by equation (II):

= Id_x · tan θ cos (-)' = Id _x tan θ cos (-) '

2(/. · tan (-)■ j I -2 (/. Tan (-) ■ j I -

H.H.

(ü)(ü)

sin (-) sin (-)

»ac = ·\<ιι + 2ί/₂ »Ac = · \ <ιι + 2ί / ₂

Vorausgesetzt, daß <■) = 0. so gill dannAssuming that <■) = 0. then so gill

'',1Il — '',IC — '', 1Il - '', IC - ^lyly

cos Η cos Η

(IM)(IN THE)

(IV)(IV)

worin n\ die Brechungszahl des die Bezugsfläche bildenden Materials bedeutet und Θ' den Einfallswinkel des Bündels A auf die Fläche f. where n \ denotes the refractive index of the material forming the reference surface and Θ 'denotes the angle of incidence of the beam A on the surface f.

Die bei der Messung Störsignale darstellenden Interferenzstreifen, beispielsweise die durch die Fläche Λ, welche der Materialoberfläche, deren Ebenheit bestimmt werden soll, gegenüberliegt, und durch die Bezugsfläche /erzeugten, werden durch die Überlagerung des Lichtstrahlenbündels A mit einem Lichtstrahlenbündel C an einem Punkt Q gemäß F i g. 2 veranschaulicht. Die Strecke zwischen den Lichtstrahlenbündeln A und C kann, ähnlich wie im Fall von Gleichung (II), durch folgende Gleichung (III) ausgedrückt werden:The interference fringes which represent interference signals during the measurement, for example those generated by the surface Λ, which is opposite the material surface whose flatness is to be determined, and by the reference surface /, are generated by the superposition of the light beam A with a light beam C at a point Q according to F i g. 2 illustrates. Similar to the case of equation (II), the distance between the light beams A and C can be expressed by the following equation (III):

Im Fall von θ = 0 treten nämlich die Interferenzstreifen auf, auch wenn eine Lichtquelle mit geringer räumlicher Kohärenz benutzt wird, doch ist dabei die Sichtbarkeit der zwischen der Bezugsfläche /und der zu messenden Materialoberfläche gerzeugten Interferenzstreifen, d. h. die Interferenz zwischen den Lichtstrahlenbündeln A und B, die gleiche wie bei den Interferenzstreifen, die zwischen der Interferenzfläche / und der Rückseite h des durchsichtigen Materials e erzeugt werden, d. h. die Interferenz zwischen den Lichtstrahlenbündeln A und C, wodurch die Messung unmöglich wird.In the case of θ = 0, the interference fringes appear even if a light source with low spatial coherence is used, but the visibility of the interference fringes generated between the reference surface / and the material surface to be measured g , i.e. the interference between the light beams A and B, the same as the interference fringes generated between the interference surface / and the back surface h of the transparent material e, that is, the interference between the light beams A and C, making the measurement impossible.

Infolgedessen muß ein Unterschied zwischen <5,tsund 6ac vorhanden sein, weil nämlich nur dann die Sichtbarkeit der erstgenannten Interferenzstreifen von derjenigen der zuletzt genannten Interferenzstreifen abweicht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dafür gesorgt werden rr.uß, daß θ Φ 0, damit ΟαηΦ(Wergibt.As a result, there must be a difference between <5, ts and 6ac , because only then does the visibility of the first-mentioned interference fringes differ from that of the last-mentioned interference fringes. This can be traced back to the fact that it is ensured that θ Φ 0, so that ΟαηΦ (who gives.

Diese Bedingung wirft jedoch ein Problem auf. Wenn nämlich vorausgesetzt wird, daß θ ^O gilt und ein schräg einfallendes Lichtstrahlenbündel verwendet wird, wird die Meßempfindlichkeit bzw. -genauigkeit verschlechtert Mit den bisher angewandten Lichtinierferenzverfahren unter Verwendung schräg einfallenden Lichts konnte daher keine hohe Meßempfindlichkeit erzielt werden.However, this condition poses a problem. Namely, if it is assumed that θ ^ O and a inclined incident light beam is used, the measurement sensitivity or accuracy deteriorated with the light inference method used so far therefore, using obliquely incident light could not have high measurement sensitivity be achieved.

Für den Fall von ΘφΟ läßt sich die Verschlechterung der Meßempfindlichkeit durch die folgende Tabelle belegen.In the case of ΘφΟ , the deterioration in the measurement sensitivity can be demonstrated by the following table.

Tabel

OO ßß (Grad)(Degree) 55 1,00381.0038 1010 1,01541.0154 1515th 1,03521.0352 2020th 1,06411.0641 2525th i,k;3i, k; 3 3030th 1,154/1.154 / 4040 1,30541.3054 5050 1,55571.5557 6060 2,00002.0000 7070 2,92382.9238 8080 5,75875.7587

jo Dabei ist β ein anhand von Gleichung (V) ermittelter Wert, und Gleichung (I) kann somit unter Heranziehung von β als Gleichung (VI) umgeschrieben werden.jo Here, β is a value obtained from Equation (V), and Equation (I) can thus be rewritten as Equation (VI) using β.

cos <-) cos <-)

-"η- "η

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß dann, wenn θ in einem Bereich von 0° <θ<30° gewählt wird, jie Meßempfindlichkeit sich nur um 15% verschlechtert und auf einen so hohen Wert gehalten wird, wie er bei dem Lichtinterferenzverfahren, z. B. beim Fizeau-Verfahren, erreicht wird.From the above, it can be seen that when θ is in a range of 0 ° <θ <30 ° is chosen, jie measurement sensitivity only deteriorates by 15% and is kept at as high a value as that in the light interference method, e.g. B. in the Fizeau method, is achieved.

Im folgenden ist nunmehr die Beziehung zwischen der beim Lichtinterferenzgerät verwendeten Lichtquelle und dem Wert θ erläutert.The following is the relationship between the light source used in the light interference device and the value θ explained.

Wenn eine Lichtquelle mit hoher räumlicher Kohärenz, z. B. ein Laserstrahl verwendet wird, sind die Interferenzstreifen praktisch in jeder beliebigen Position deutlich sichtbar, sofern die Beziehung θ^O gilt. Bei Verwendung einer solchen Lichtquelle mit einem hchcn Grad räumlicher Kohärenz sind jedoch die Störsignale darstellenden Interferenzstreifen ebenfalls deutlich sichtbar.When a light source with high spatial coherence, e.g. B. a laser beam is used, are the Interference fringes are clearly visible in practically any position, provided the relationship θ ^ O applies. When using such a light source with a high degree of spatial coherence, however, the Interference fringes representing interfering signals are also clearly visible.

Wird dagegen unter der Bedingung ΘφΟ eine Lichtquelle mit einem niedrigen räumlichen Kohärenzgrad benutzt, kann gewährleistet werden, daß nur die für die Messung eriorderlichen, zwischen der Bezugsfläche und der Oberfläche des zu messenden Materials erzeugten Interferenzstreifen sehr deutlich sichtbar sind, während die anderen Störsignale darstellenden Interferenzstreifen eine begrenzte Sichtbarkeit besitzen. If, on the other hand, a light source with a low degree of spatial coherence is used under the condition ΘφΟ, it can be ensured that only the interference fringes generated between the reference surface and the surface of the material to be measured, which are necessary for the measurement, are very clearly visible, while the other interference fringes representing interference signals have limited visibility.

In diesem Fall ist jedoch der Bereich bzw. die Fläche, in welchem bzw. welcher die Interferenzstreifen zuIn this case, however, is the area or the area in which or which the interference fringes close

beobachten sind, nahe der Bezugsfläche lokalisiert. Dies bedeutet, daß die Interferenzstreifen nahe der Interferenzfläche lokalisiert sind. Infolgedessen sind die Interferenzstreifen in diesem Fall nicht sichtbar, sofern nicht die zu betrachtende Fläche in diese lokalisierte Position verlegt wird. Für die Praxis bedeutet dies, daß dann, wenn die Beobachtungsfläche an der Seite der Bezug">fläche liegt, das auf die Bezugsfläche einfallende Lichtstrahlenbündel behindert wird, und wenn sich die Peobachtungsfläche an der Seite der Meßfläche befindet, wird ein Austausch des zu messenden Materials unmöglich, so daß es unmöglich ist, die zu betrachtende Fläche in die vorgenannte Position zu verlegen.are located near the reference surface. This means that the interference fringes are close to the interference surface are localized. As a result, the interference fringes are not visible in this case, unless the area to be viewed is not relocated to this localized position. In practice this means that if the observation surface lies on the side of the reference surface, the one that is incident on the reference surface Light beam is obstructed, and if the Peobachtungsfläche on the side of the measuring surface is located, an exchange of the material to be measured becomes impossible, so that it is impossible to to relocate the area under consideration in the aforementioned position.

Diese Schwierigkeit wird dadurch gelöst, daß das Abbild der Interferenzstreifen auf der Bezugsfläche unter Verwendung eines optischen Projektionssystems auf die zu betrachtende Fläche geworfen und ein Zwischenraum eriibpicuiiciid dem von der Bezügsf'ächc eingenommenen Raum nahe der zu betrachtenden Fläche vorgesehen wird. Durch Verwendung des optischen Projektionssystems wird es möglich, die zu betrachtende Fläche in irgendeiner optimalen Position a.izuordnen.This problem is solved in that the image of the interference fringes on the reference surface thrown onto the surface to be viewed using an optical projection system and a Gap eriibpicuiiciid that of the reference area occupied space is provided close to the area to be viewed. Using the optical projection system it becomes possible to have the area to be viewed in any optimal position to be assigned.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung sind eine Laserstrahlquelle 1. ein Reflektor 2, ein Kondensor 3. eine umlaufende Diffusor- bzw. Streuplatte 4, die nahe des Brennpunktes des Kondensors 3 (Sammellinse) durch einen Motor 5 angetrieben wird, ein Reflektor 6 und eine Kollimatorlinse 7 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahlenbündels vorgesehen. Das Gerät weist zu dem eine Lichtinterferenzeinrichtung 8 auf, deren eine Seite als Bezugsfläche 8a dient, während die andere Seite Sb unter einem vorbestimmten Winkel relativ zur Bezugsfläche 8a geneigt ist. Ein zu bestimmendes Material oder Werkstück 9 weist eine zu messende Fläche 9a und eine Rückseite 9£> auf. Ein mit einem Spiegel zusammengebautes Linsensystem 10 mit einer Linse und einem Spiegel wirkt als optisches Projektionssystem. Eine mit einer kleinen Blendenöffnung 12 versehene Maske 11 ist in einer Position angeordnet, in welcher ein Bündel paralleler, aus der Lichtinterferenzeinrichtung 8 austretender Lichtstrahlen durch das Spiegel-Linsensystem 10 fokussiert wird. Eine Streuscheibe 13 wirkt als Betrachtungsfläche, und bei 14 ist eine Fresnellinse vorgesehen, die ein möglichst helles Bild auf der Streuscheibe ermöglicht.In the case of the in FIG. 3 are a laser beam source 1. a reflector 2, a condenser 3. a circumferential diffuser or scattering plate 4, which is driven near the focal point of the condenser 3 (converging lens) by a motor 5, a reflector 6 and a collimator lens 7 for Generation of a parallel light beam provided. The device also has a light interference device 8, one side of which serves as a reference surface 8a, while the other side Sb is inclined at a predetermined angle relative to the reference surface 8a. A material or workpiece 9 to be determined has a surface 9a to be measured and a rear side 9 £>. A lens system 10 with a lens and a mirror assembled with a mirror functions as a projection optical system. A mask 11 provided with a small aperture 12 is arranged in a position in which a bundle of parallel light beams emerging from the light interference device 8 is focused by the mirror lens system 10. A diffusing screen 13 acts as a viewing surface, and a Fresnel lens is provided at 14, which enables the brightest possible image on the diffusing screen.

Die Kollimatoriinse 7, die Bezugsfläche 8a, das Spiegel-Linsensystem 10 und die Streuscheibe 13 sind gemäß F i g. 3 derart relativ zueinander angeordnet, daß ein Winkel zwischen dem Strahlengang, über den eine Reihe von parallelen Lichtstrahlenbündeln auf die Schrägfläche Sb der Lichtinterferenzeinrichtung 8 fällt, und dem Strahlengang festgelegt wird, über den parallele Lichtstrahlen aus der Schrägfläche austreten. Dabei genügt der Winkel θ den oben genannten Bedingungen, und die Bezugsfläche 8a sowie die Streuscheibe 13 befinden sich in einer gemeinsamen Ebene. The collimator lens 7, the reference surface 8a, the mirror lens system 10 and the diffusion disk 13 are shown in FIG. 3 arranged relative to one another in such a way that an angle is established between the beam path over which a series of parallel light beams falls on the inclined surface Sb of the light interference device 8, and the beam path over which parallel light beams emerge from the inclined surface. Here, the angle θ satisfies the above-mentioned conditions, and the reference surface 8a and the diffusion disk 13 are located in a common plane.

Das von der Laserstrahlquelle 1 ausgestrahlte, einen hohen Grad räumlicher Kohärenz besitzende Licht wird durch den Reflektor 2 in den Kondensor 3 geworfen. Der durch den Kondensor 3 hindurchgehende Lichtstrahl wird gebündelt und erreicht dann die rotierende Streuplatte 4, durch welche der Strahl zur Bildung einer Sekundärlichtquelle gestreut wird.The light emitted by the laser beam source 1 and having a high degree of spatial coherence is thrown through the reflector 2 into the condenser 3. The light beam passing through the condenser 3 is bundled and then reaches the rotating one Diffusing plate 4 through which the beam is diffused to form a secondary light source.

Diese Sekundärlichtquelle dient als Lichtquelle, deren Raumkohärenz verschlechtert ist, und dieser Ver-This secondary light source serves as a light source, the spatial coherence of which is deteriorated, and this

schlechterungsgrad wird sowohl durch die Eigenschaften der rotierenden Diffusorplatte 4 als auch durch den Abstand zwischen dem Brennpunkt der Linse und der Diffusor- bzw. Streufläche bestimmt. Der aus der Sekundärlichtquelle austretende Lichtstrahl wird durch den Reflektor 6 in einer vorbestimmten Richtung reflektiert, durch die Kollimatorlinse 7 in ein paralleles Lichtstrahlenbündel umgewandelt und in die Lichtinterferenzeinrichtung 8 gerichtet. Dieser Lichtstrahl tritt aus der Bezugsfläche 8a unter einem Winkel θ aus, der, wie erwähnt, der Bedingung 0° < θ < 30° genügt.The degree of deterioration is determined both by the properties of the rotating diffuser plate 4 and by the Distance between the focal point of the lens and the diffuser or scattering surface is determined. The one from the Secondary light source exiting light beam is through the reflector 6 in a predetermined direction reflected, converted by the collimator lens 7 into a parallel light beam and into the light interference device 8 directed. This light beam emerges from the reference surface 8a at an angle θ which, as mentioned, the condition 0 ° <θ <30 ° is sufficient.

Die von der Bezugsfläche 8a und von der Fläche 9a des zu messenden Materials reflektierten Lichtstrahlenbündel interferieren miteinander und fallen in das Spiegel-Linsensystem 10 ein, das als optisches Projektionssystem wirkt. Das in das System 10 einfallende Lichtstrahlenbündel, das aus den Interferenzpunkten austretenden Lichtstrahlen besteht, wird erneut fokussiert, urn d'jrch die kleine Blsp.denöffnun⁰ 12 d?^r MaskpThe light beams reflected from the reference surface 8a and from the surface 9a of the material to be measured interfere with one another and enter the mirror-lens system 10, which acts as an optical projection system. The bundle of light rays entering the system 10, which consists of the light rays emerging from the interference points, is focussed again in order to open the small bubble ⁰ 12 d? ^r Maskp

11 hindurchzutreten und dann die durchlässige Streuscheibe 13 zu erreichen und auf dieser Interferenzstreifen zu bilden. Aufgrund der vorher angegebenen Bedingungen sind die auf der Streuscheibe 13 auftretenden Interferenzstreifen als deutliches Muster mit geringen Störeinflüssen sichtbar.11 step through and then the permeable lens 13 and to form interference fringes on this. Due to the previously specified Conditions are the interference fringes appearing on the lens 13 as a clear pattern visible with little interference.

Als Lichtquelle kann auch eine Kombination aus einem Laser und einem Flüssigkristall benutzt werden, um ein Sekundärlichtquelle mit einem niedrigen räumlichen Kohärenzgrad zu erzielen. Wahlweise kann auch eine Quecksilber-Lichtbogenlampe, eine monochromatische Lampe od. dgl. verwendet werden, die allgemein einen niedrigen räumlichen Kohärenzgrad besitzen.A combination of a laser and a liquid crystal can also be used as a light source. to achieve a secondary light source with a low degree of spatial coherence. Optionally can A mercury arc lamp, a monochromatic lamp or the like can also be used, which generally have a low degree of spatial coherence.

Das optische Projektionssystem kann ein übliches, einen linearen Strahlengang bildendes Linsensystem oder ein solches mit einem Konkavspiegel sein.The optical projection system can be a conventional lens system that forms a linear beam path or one with a concave mirror.

Die zu betrachtende bzw. Beobachtungsfläche kann aus einem reflektierenden Schirm bestehen oder so angeordnet sein, daß eine elektronische Betrachtung mittels einer Bildröhre (Vidikon) möglich ist.The surface to be viewed or observed can consist of a reflective screen or something like that be arranged so that electronic viewing by means of a picture tube (vidicon) is possible.

Gemäß Fig. 4, in welcher den Teilen von Fig. 3 entsprechende Teile mit denselben Bezugszeicheri bezeichnet sind, kann die Kollimatorlinse als Linse für das optische Projektionssystem wirken.According to FIG. 4, in which the parts of FIG corresponding parts are denoted by the same reference numerals, the collimator lens can be used as a lens for the optical projection system work.

Abschließend ist die Beziehung zwischen der Schrägfläche Sb und der Maske 11 beschrieben.Finally, the relationship between the inclined surface Sb and the mask 11 will be described.

Gemäß den F i g. 3 und 4 tritt das die Interferenzstreifen führende Lichtstrahlenbündel (Normallichtbündel] aus der Interferenzeinrichtung 8 aus, aus der zuderr auch ein durch die Schrägfläche 86 reflektierte« Lichtstrahlenbündel und ein zwischen der Schräg!"iche Sb und der Bezugsfläche 8a mehrfach reflektierte; Lichtstrahlenbündel austreten. Die von der Schrägflä ehe Sb reflektierten und zwischen dieser und dei Bezugsfläche 8a mehrfach reflektierten Lichtstrahler (Störlicht) verlaufen dabei jedoch aufgrund der Trapezform des optischen Meßgeräts gegenüber dem norma len Lichtstrahlenbündel in eine andere Richtung. Wenr daher das Normallichtbündel und die Störlichtstrahler durch das optische Projektionssystem fokussiert wer den, wird das Störlicht auf eine andere Stelle projizier als das Normallichtbündel. According to FIGS. 3 and 4 enters the interference fringes leading light beam (normal light beam] from the interference device 8 out of the zuderr also reflected by the inclined surface 86 "light beam and a between the inclined" cozy Sb and the reference surface 8a multiple reflected;! Light beam exiting the. Due to the trapezoidal shape of the optical measuring device, however, light emitters (stray light) reflected by the oblique surface before Sb and reflected several times between this and the reference surface 8a run in a different direction than the normal light beam whoever, the stray light is projected onto a different location than the normal light bundle.

Indem die Maske 11 mit der kleinen BlendenöffnungBy using the mask 11 with the small aperture

12 so angeordnet wird, daß nur das Normallichtbünde durch diese Blendenöffnung hindurchtreten kann, wire das Störlicht ausgeschaltet. Auf diese Weise werdei deutliche Interferenzstreifen auf die Streuscheibe 1; projiziert12 is arranged so that only the normal light frets can pass through this aperture, wire the stray light switched off. In this way, there are clear interference fringes on the diffusing screen 1; projected

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Light interference device to determine the flatness of the surface of a thin transparen 'th material with a light source of low spatial coherence, an optical element that has a reference surface opposite and parallel to the surface to be examined and a reference surface that is inclined and dated relative to the reference surface having coiled light of the light source acted upon flat inclined surface, and with a screen for visualizing the interference between the measuring light beams reflected on the surface of the material and the reference surface, ι s characterized in that the inclined surface (Sb) is arranged in such a way in the beam path of the incident coiled light and so inclined to the reference surface (Sa) that the measuring light beams at an angle to the incident light and into a; other direction than that of a multiple. Reflection on the inclined surface and the reference surface (Sb or Sa) emerging from the inclined surface ifib) stray light rays, and that between the inclined surface (Sb) and the observation screen (13,14) a diaphragm (11) and a lens (10) are arranged for focusing the measuring light on the aperture (12).

2. Light interference device according to claim 1, characterized in that the inclined surface (Sb) is arranged in such a way in the beam path of the incident coilimized light and so inclined against the reference surface (Sa) that the portion of the omitted light exiting from the reference surface (8a) Has exit angle (G) in the range between 0 ° and 30 °.

rials, dessen Ebenheit bestimmt werden soll, und c das Lichtstrahlenbündel bedeuten):rials, the flatness of which is to be determined, and c denotes the bundle of light rays):